KR102378784B1 - 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전단 보강부재들의 설치가 쉽고 간단하며, 전단보강 면적의 증가로 전단보강을 극대화시킬 수 있도록 한 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 보강구조를 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 콘크리트 구조물의 전단 보강공법은, 콘크리트 구조물의 4군데 모서리에 각기 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈을 갖고 ㄱ자 끼움판을 접착제로 부착시키는 단계와; 서로 마주하는 ㄱ자 끼움판에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈에 덧댐판을 위치시켜 콘크리트 구조물에 접착제로 부착시켜 놓는 단계와; 상기 ㄱ자 끼움판과 덧댐판의 사이의 빈영역에 채움판을 위치시켜 콘크리트 구조물에 접착제로 부착시켜 놓는 단계;를 포함하되, 상기 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

Description

엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 보강구조{Shear reinforcing method of concrete structure using fitting angle plate, strap plate, filling plate and structure of the same}

본 발명은 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 구조에 관한 것으로, 특히 전단 보강부재들의 설치가 쉽고 간단하여 비숙련자도 용이한 시공이 가능하고, 전단보강 면적의 증가로 전단보강을 극대화시킬 수 있으며, 시공비용이 저렴하고 미관의 해침이 없도록 한 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 보강구조에 관한 것이다.

종래의 필로티 건축물 기둥의 내진성능향상 공법은 크게 재래식 공법과, 기타 철골 및 감쇠장치를 이용하는 두 가지 방법으로 나누어진다. 기존 재래식 공법은 단면의 증설, 아라미드 및 탄소섬유 보강, 철판 보강이 있다. 이러한 재래식 공법은 공사방법이 습식공사(철근 콘크리트 타설 등)로 공정이 늘어나고 시공방법이 복잡하다는 문제점이 있다. 예로 강판 접착 공법은 시공이 어렵고, 부식 및 내화성능에 문제가 제기되고 있으며, 앵커볼트 등을 사용하게 되므로 노출 마감일 경우 미관이 좋지 않으며, 지속적인 관리의 필요성과 기둥 단면적이 커져 기초부의 하중부담이 커지는 단점이 있다. 탄소섬유 보강 공법은 벽지 모양의 탄소섬유시트를 여러겹 기둥표면에 부착하는 공법이기 때문에 작업자의 작업 단계와 이로인한 피로도가 증가되고, 섬유시트 부착 시 부착하는 인부의 숙련도에 따라 보강효과가 다르게 나타나며, 충분한 부착이 이루어지지 않을 경우, 부착면에 이물질 및 습기가 투입되어 전혀 보강효과가 나타나지 않는다는 단점이 있다. 따라서 인부의 숙련도가 필요없고 부착 조립만으로도 간단 용이하게 내진 보강이 시공될 수 있는 방안이 요구된다.

기타 철골보강 및 감쇠장치를 활용한 보안공법의 경우에는 공장제작으로 인해 현장작업 공정 및 공기는 줄어들었으나, 여전히 철골 보강 및 감쇠장치를 현장에 설치하는데 어려움이 존재했으며, 공간의 활용도 떨어질뿐만 아니라 미관도 좋지 못하다. 시공비용도 재래식 공법에 비하여 고가라는 문제가 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-2134400호로서, ’필로티 건축물의 기둥 보강 장치 및 방법이 알려져 있다. 이는 나사산을 갖는 커플러를 이용하여 기존 기둥의 둘레를 감싸는 간편 보강장치 및 보강방법이다. 그러나 이 배경기술은 각 부재들의 가이드라인이 확실하지 않기 때문에 작업자의 시공 시 편의성이 떨어지는 단점이 있다.

본 발명의 배경이 되는 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1013088호로서, '콘크리트 구조물의 휨과 전단 동시 보강공법'이 제안되어 있다. 이는 콘크리트 구조물에 전단 응력이 작용하는 부위에 앵커를 설치하여 전단보강을 함으로써, 콘크리트 구조물의 전단 보강효과를 얻도록 한 것으로, 콘크리트 구조물의 열화된 표면을 정리하는 단계; 상기 정리된 표면에 모르타르를 이용하여 단면을 보수하는 단계; 상기 콘크리트 구조물의 전단 응력이 작용하는 부위에 앵커를 설치하는 단계로 이루어진다. 그러나 이 배경기술은 시공 후 앵커가 노출되어져, 노출 마감일 경우 미관을 해치게 된다.

본 발명의 배경이 되는 또 다른 기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1104613호로서, '콘크리트 보강용 섬유보강재를 이용한 콘크리트 구조물의 보강공법'이 제안되어 있다. 이는 열화된 콘크리트 구조물의 내하력을 증대시켜 콘크리트 구조물의 성능을 향상시킬 수 있는 콘크리트 보강용 섬유보강재를 이용한 것으로, 콘크리트 구조물의 보강부위를 치핑하는 단계와, 보강부위의 표면을 물로 세척하여 정리하는 물 세척 단계와, 보강부위의 단부에 마름모꼴 모양의 홈을 설치하여 전단키를 생성하는 단계와, 콘크리트 표면의 부착력 확보를 위해 보강부위 보에 프라이머를 도포하는 단계와, 접착제를 이용하여 보강부위의 보에 섬유보강재를 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이 배경기술은 섬유보강재의 부착 시 부착하는 인부의 숙련도에 따라 보강효과가 다르게 나타나며, 충분한 부착이 이루어지지 않을 경우 부착면에 이물질 및 습기가 투입되어 보강효과가 나타나지 않는 단점이 있다.

한국 등록특허 등록번호 제10-2134400호 한국 등록특허 등록번호 제10-1013088호 한국 등록특허 등록번호 제10-1104613호

본 발명은 전단 보강부재들의 설치가 쉽고 간단하여 비숙련자도 용이한 시공이 가능하고, 전단보강 면적의 증가로 전단보강을 극대화시킬 수 있으며, 시공비용이 저렴하고 미관의 해침이 없도록 한 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 보강구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 콘크리트 구조물의 전단 보강공법은, 콘크리트 구조물의 4군데 모서리에 각기 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈을 갖고 ㄱ자 끼움판을 접착제로 부착시키는 단계와; 서로 마주하는 ㄱ자 끼움판에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈에 덧댐판을 위치시켜 콘크리트 구조물에 접착제로 부착시켜 놓는 단계와; 상기 ㄱ자 끼움판과 덧댐판의 사이의 빈영역에 채움판을 위치시켜 콘크리트 구조물에 접착제로 부착시켜 놓는 단계;를 포함하되, 상기 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 시공되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 덧댐판 가이드홈은 사각 형상으로 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 ㄱ자 끼움판은 일정한 단위길이를 갖고 시공될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강구조는, 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈을 갖고 콘크리트 구조물의 4군데 모서리에 각기 난연성 접착제로 부착된 ㄱ자 끼움판과; 서로 마주하는 ㄱ자 끼움판에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈에 위치되어 콘크리트 구조물에 난연성 접착제로 부착된 덧댐판과; ㄱ자 끼움판과 덧댐판의 사이의 빈영역에 위치되어 콘크리트 구조물에 난연성 접착제로 부착된 채움판;을 포함하되, 상기 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법 및 그 구조에 따르면, 콘크리트 구조물에 ㄱ자 끼움판이 선설치된 후 ㄱ자 끼움판의 가이드라인을 따라 덧댐판 및 채움판이 후설치되어져 전단 시공이 오시공됨없이 용이하게 이루어지며 비숙련자가 시공하더라도 전단 보강작업의 신뢰성을 담보할 수 있다.

또한, 건식공법으로 이루어져 습식 공법에 비해 작업 단계가 감소되어 작업의 피로도를 경감시킬 수 있다.

또한, ㄱ자 끼움판에 끼움 부착되는 덧댐판으로 인해 전단보강 면적이 증가되고, 채움판이 추가적으로 설치되는 경우 전단보강이 극대화되는 이점을 갖는다.

또한, ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판은 동일 평면상에 부착 설치되어져 기둥의 보강면에 돌출되는 부분이 없어져 미관을 해치지 않는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전단 보강공법으로 시공된 콘크리트 구조물의 일부사시도.
도 2는 도 1의 분해사시도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4는 도 1에 적용된 ㄱ자 끼움판의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 콘크리트 구조물에 전단 보강구조를 갖기 위한 시공순서도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 콘크리트 기둥의 전구간에 전단 보강이 이루어진 사시도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 실시 예에 따른 콘크리트 구조물의 전단 보강 구조는 도 1 내지 도 3과 같이 이루어진다. 본 발명의 실시 예에서 콘크리트 구조물은 필로티 건물의 기둥을 예로 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1 내지 도 3과 같이 콘크리트 구조물(100)의 4군데 모서리에는 각기 ㄱ자 끼움판(12)이 부착되어 있고, 도 4와 같이 ㄱ자 끼움판(12)은 가이드라인을 제공하기 위해 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈(121)을 갖는다. 덧댐판 가이드홈(121)은 덧댐판(14)의 설치시 직선형의 가이드라인을 제공하기 위해 사각 형상으로 형성됨이 바람직하다. ㄱ자 끼움판(12)은 콘크리드 구조물(100)의 길이보다 짧은 일정한 단위길이(ℓ)를 가질 수 있다.

또한 서로 마주하는 ㄱ자 끼움판(12와 12)에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈(121,121)에 덧댐판(14)이 위치되어 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착되어 설치된다. ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이에는 도 5와 같이 사각의 빈영역(S)이 형성되며 이 곳에 도 1 및 도 2와 같이 채움판(16)이 위치되어 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착되어져 설치된다.

여기서 ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14) 및 채움판(16)은 소성 및 강성이 우수하고 내열성을 갖는 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작된다. 따라서 ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14) 및 채움판(16)은 금속으로 제작된 것에 비해 중량이 작아 취급 및 설치가 용이하며 기초부의 하중부담을 크게 하지 않는다.

이와 같이 콘크리트 구조물의 전단 보강구조에서는 콘크리트 구조물(100)의 4면에 고강도의 엔지니어링 플라스틱으로 제작된 ㄱ자 끼움판(12)이 설치되어 전단성능의 확보가 이루어진다.

또한, 덧댐판(14)은 ㄱ자 끼움판(12)과 함께 전단보강 면적을 증가시키며, 추가적으로 설치된 채움판(16)은 ㄱ자 끼움판(12) 및 덧댐판(14)과 함께 전단 보강을 극대화시킨다.

이와 같은 콘크리트 구조물의 내진 보강 구조를 갖기 위한 시공 방법을 설명한다. 콘크리트 구조물(100)은 기둥으로 예시하여 설명한다.

먼저, 도 5의 (가)와 같이 콘크리트 구조물(100)의 표면에 이물질을 제거한다.

그 다음, 도 5의 (나)와 같이 콘크리트 구조물(100)의 4군데 모서리에 각기 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈(121)을 갖는 ㄱ자 끼움판(12)을 에폭시 접착제(바람직하게는 난연성 에폭시 접착제)로 부착시켜 놓는다.

그 다음, 서로 마주하는 ㄱ자 끼움판(12와 12)에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈(121,121)에 덧댐판(14)을 위치시킨 후 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착시켜 놓는다. 이같이 덧댐판(14)이 부착되면, ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이에 채움판(16)을 설치할 수 있는 사각모양의 빈영역(S)이 형성된다.

그 다음, 도 1과 같이 ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이의 빈영역(S)에 채움판(16)을 위치시켜 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착시켜 놓는다.

이와 같이 시공되는 콘크리트 구조물(100)의 내진 보강 방법은 ㄱ자 끼움판(12)에 형성된 덧댐판 가이드홈(121)으로 덧댐판(14)의 가이드 설치가 이루어지고, ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이의 빈영역(S)에 채움판(16)이 조립되는 구조로서 작업자의 쉽고 신속한 조립이 가능한 장점을 갖게 된다.

또한 강판으로 시공되는 것에 비해 기초부의 하중부담을 증가시키지 않는 장점을 갖는다.

또한, ㄱ자 끼움판(12)의 덧댐판 가이드홈(121)을 통해 안내받아 덧댐판(14)의 설치가 정위치에 이루어짐으로써 비숙련자가 시공하더라도 오시공없는 전단 보강작업의 신뢰성을 담보할 수 있다.

한편, 예시된 도면에는 콘크리트 구조물(100)의 일부구간에 내진 보강이 이루어져 있지만, 본 발명은 도 4와 같이 ㄱ자 끼움판(12)을 일정한 단위길이(ℓ)를 갖도록 제작함으로써 도 6과 같이 콘크리트 구조물(100)의 전구간에 걸쳐 내진 보강이 구현될 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

100: 콘크리트 구조물
12: ㄱ자 끼움판
14: 덧댐판
16: 채움판

Claims (4)

1. 콘크리트 구조물(100)을 전단 보강하기 위한 공법에 있어서,
   콘크리트 구조물(100)의 4군데 모서리에 각기 양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈(121)을 갖고 ㄱ자 끼움판(12)을 접착제로 부착시키는 단계와;
   서로 마주하는 ㄱ자 끼움판(12와 12)에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈(121,121)에 덧댐판(14)을 위치시켜 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착시켜 놓는 단계와;
   상기 ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이의 빈영역(S)에 채움판(16)을 위치시켜 콘크리트 구조물(100)에 접착제로 부착시켜 놓는 단계;를 포함하되,
   상기 ㄱ자 끼움판(12), 덧댐판(14) 및 채움판(16)은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 시공되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 덧댐판 가이드홈(121)은 사각 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 ㄱ자 끼움판(12)은 일정한 단위길이(ℓ)를 갖고 시공되는 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강공법.
4. 콘크리트 구조물(100)을 전단 보강하기 위한 구조에 있어서,
   양측단에 길이방향으로 다수의 덧댐판 가이드홈(121)을 갖고 콘크리트 구조물(100)의 4군데 모서리에 각기 난연성 접착제로 부착된 ㄱ자 끼움판(12)과;
   서로 마주하는 ㄱ자 끼움판(12와 12)에 형성된 동일 위치의 덧댐판 가이드홈(121,121)에 위치되어 콘크리트 구조물(100)에 난연성 접착제로 부착된 덧댐판(14)과;
   ㄱ자 끼움판(12)과 덧댐판(14)의 사이의 빈영역(S)에 위치되어 콘크리트 구조물(100)에 난연성 접착제로 부착된 채움판(16);을 포함하되,
   상기 ㄱ자 끼움판(12), 덧댐판(14) 및 채움판(16)은 고강도 엔지니어링 플라스틱으로 제작되어 설치된 것을 특징으로 하는 엔지니어링 플라스틱 ㄱ자 끼움판, 덧댐판 및 채움판을 이용한 콘크리트 구조물의 전단 보강구조.

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